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实验动物在生物医学中的地位和作用
发布时间:2010-07-14     来源:     作者:

实验动物是生命科学的基础和重要的条件,它的重要性在于一方面它是生物医学研究的重要手段,直接影响着许多领域研究课题成果的确立和水平的高低。另一方面,它的提高和发展又会把许多领域课题的研究引入新的境地,推动生物医学的发展。

一、实验动物在生物医学发展中的重要作用

回顾生物医学发展的历史不难发现,许多具有里程碑式的划时代研究成果,往往与实验动物及动物实验密切相关。

1628 年,英国科学家哈维(William Harvey)通过对蛙、狗、蛇、鱼、蟹等动物的解剖与生理研究,发现了血液循环是一个闭锁的系统,阐明了心脏在动物体内血液循环中的作用。1878 年,德国科学家科赫(Robert Coch)通过对牛、羊疾病的研究,发现了结核杆菌,指出了细菌与疾病的关系。1880 年,法国微生物学家巴斯德(Louis Pasteur)在家禽霍乱病的研究中首先用人工致弱的巴氏杆菌,制造出禽霍乱疫苗,到1885 年他又成功地研制出狂犬病弱毒疫苗,开辟了传染与免疫的新领域。19 世纪,年轻的德国医生冯·梅林(BaronJosephVon Mering)和俄国医生闵可夫斯基(Oscar Minkowsk)在用切除胰腺的狗进行胰腺消化功能的研究时,偶然发现狗的尿招来成群的苍蝇,证明了切除胰腺的狗尿糖增加,从而认识了糖尿病的本质,并从犬胰腺中分离出胰岛素,有效地用于糖尿病的治疗。1914 年,日本人山极和市川用沥青长期涂抹家兔耳朵,成功地诱发出皮肤癌,进一步的研究发现沥青中的3 ,4 -苯并芘是化学诱癌物,从而证实了化学物质的诱癌作用。从此,许多化学物质都相继被证实可以诱发动物的肿瘤,为肿瘤病因的化学因素提供了更多的证据,使人们充分认识到化学致癌因素在人类恶性肿瘤的病因中占有极重要的地位。法国生理学家里基特(CharlesRicet)通过动物实验发现了过敏的本质是抗原抗体反应,从而推动了变态性疾病的研究。巴甫洛夫指出,“没有对活动物进行实验和观察,人们就无法认识有机世界的各种规律,这是无可争辩的”。

在现代生物医学中新的动物种系及模型动物将为生物医学的发展开辟广阔前景。无胸腺裸小鼠的培育为人类恶性肿瘤异种移植及体外研究带来了生机。目前,免疫缺陷动物的研究进展迅速,其培育及应用已从小型啮齿类动物扩展到马、牛等大型哺乳类动物,从单一T 细胞缺陷的无胸腺裸小鼠扩展到T 、B 细胞联合免疫缺陷的SCID 小鼠以及T 、B 、N K 细胞三联免疫缺陷小鼠,从自发突变的先天性免疫缺陷到后天获得性免疫缺陷,并广泛应用于肿瘤学、免疫学、遗传学、微生物学以及临床医学等各个领域,具有鲜明人类疾病模型特征的动物品系尚有自发性高血压(SH R)大鼠,癫痫大鼠、白内障小鼠、糖尿病小鼠等数以百种。基因敲除、转基因等使其研究进入新领域。一些研究者将癌基因、病毒基因及病毒核酸转移人小鼠的受精卵,成功地培育了能表达癌基因并发生肿瘤的“肿瘤小鼠”以及能表达和复制病毒的“病毒感染小鼠”。同时,用人类遗传疾病基因转移形成的转基因动物可出现与人类相似的遗传疾病。因此,通过转基因和基因敲除来创造动物新品系及新的动物模型将成为实验动物科学发展的新领域。

二、实验动物是现代生物医学研究的重要支撑条件

在生物医学研究领域里,进行实验研究的条件可概括为A EIR 四个基本要素。所谓A是指Animal(动物),E 是指Equipment(设备),I 是指Information(信息),R 代表Reagent(试剂)。当今由于科学技术的发展,要获得高、精、尖的仪器设备,纯度高的试剂,必要的情报信息,已是容易办到的事。但由于我国实验动物科学的发展起步晚,与通行的国际实验动物质量标准还有一定差距,造成的沉痛教训已经不少。如由于实验动物质量不标准,动物实验的敏感性、重复性差,致使动物浪费严重,科研论文的科学性及可信性降低,在国际学术界得不到公认,生物制剂、药品的安全性有效性评价试验得不到承认,影响出口。在中国加入世界贸易组织后,形势变得更加严峻。

三、实验动物在相关领域广泛应用

(一)制药工业方面

新的药品必须通过大量的动物实验来进行严格的安全性有效性评价,其中包括动物急性、亚急性及慢性试验,三致试验(致畸、致癌、致突变),包括以啮齿动物、犬或猴等不同进化程度的动物进行试验,证明对人体安全可靠后,方能报有关部门审批,申请生产批号。药品在正常生产过程中,产品也要通过动物实验进行安全性检验,以保证产品的安全性。

(二)生物制品方面

实验动物不仅是生物制品安全性有效性评价的必不可少的工具,也是其生产的原料,如以地鼠肾制备乙脑及狂犬疫苗,以SPF 鸡胚制备麻疹疫苗以及以兔生产各种免疫血清等。

(三)轻工业与食品工业方面

各种化妆品、食用保健品、饮料等的安全性有效性评价均需进行动物实验。

(四)农业和畜牧兽医方面

通过动物实验进行化肥、农药安全性评价极为重要。在合成的多种新农药化合物中,真正能通过动物试验对人体和动物没有危害的只占1/30 000 。我国过去大量使用有机氯农药,后也发现它们有致癌作用。20 世纪70 年代我国从瑞士进口了杀虫眯的生产流水线,由于忽略了动物的安全性试验而造成了很大损失。因为投产后才知道杀虫眯能致癌,国外已经不用。动物疫苗的制备原料及产品质量检定、畜牧兽医学教学实验及科学研究都离不开实验动物。

(五)国防和军事科学方面

在研究各种武器的杀伤效果,化学、辐射、细菌、激光武器的效果和防护,以及在宇宙、航天科学试验中,都将实验动物作为人类的替身从而取得有价值的科学数据。

(六)环保和地震监测等方面

在环境保护,包括在废物、气体、光辐射、声干扰等各方面的研究工作中,实验动物都是监测的前哨和研究防治措施的工具。动物较人类对地震的敏感性强,可利用其地震前的各种行为的改变与其他地震仪器监测共同来预报地震的发生。进出口动植物商品的鉴定已列入国家法规,它直接影响着对外贸易的数量、质量和信誉。这些特殊商品的安全鉴定除了用仪器外,还必须用动物实验。


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